- •Математика: математический анализ
- •Санкт-Петербург
- •Содержание
- •1. Общие положения
- •2. Методические указания к изучению дисциплины
- •3. Методические указания к выполнению контрольной работы
- •Контрольная работа № 1 Указания к заданию 1
- •Тема 1. Предел функции
- •Контрольные задания
- •Указания к заданию 2
- •Тема 2. Основы дифференциального исчисления
- •Контрольные задания
- •Указания к заданию 3
- •Тема 3. Исследование функции и построение графика
- •Контрольные задания
- •Указания к заданию 4
- •Тема 4. Функции двух переменных
- •Контрольные задания
- •Контрольная работа № 2 Указания к заданию 5 тема 5. Неопределенный интеграл
- •Свойства неопределенного интеграла
- •Основные методы интегрирования Непосредственное интегрирование
- •Замена переменой в неопределенном интеграле
- •Интегрирование по частям в неопределенном интеграле
- •Интегрирование рациональных дробей
- •Интегрирование тригонометрических функций
- •Интегрирование некоторых иррациональных функций
- •Контрольные задания
- •Указания к заданию 6 тема 6. Определенный интеграл
- •Свойства определенного интеграла
- •Замена переменной в определенном интеграле
- •Интегрирование по частям в определенном интеграле
- •Геометрические приложения определенного интеграла Площадь плоской фигуры
- •Объем тела вращения
- •Контрольные задания
- •Указания к заданию 7
- •Тема 7. Дифференциальные уравнения
- •Уравнение с разделяющимися переменными
- •Однородное уравнение первого порядка
- •Линейное уравнение первого порядка
- •Линейное неоднородное дифференциальное уравнение второго порядка с постоянными коэффициентами
- •Контрольные задания
- •Указания к заданию 8 тема 8. Ряды Рассмотрим выражение вида
- •Контрольные задания
- •5. Требования к оформлению контрольной работы
- •6. Список литературы
- •Содержание дисциплины
- •Раздел 1. Дифференциальное исчисление Тема 1.1. Введение в анализ функций одной переменной
- •Тема 1.2. Дифференциальное исчисление функции одной переменной
- •Тема 1.3. Функции нескольких переменных
- •Раздел 2. Интегральное исчисление. Тема 2.1. Неопределенный интеграл
- •Тема 2.2. Определенный интеграл
- •Тема 2.3. Двойной интеграл
- •Образец оформления титульного листа контрольных работ
- •Математика: математический анализ
- •Санкт-Петербург
Контрольные задания
Исследовать функцию методами дифференциального исчисления и построить ее график.
3.1. . 3.2.
3.3. 3.4.
3.5. 3.6.
3.7. 3.8.
3.9. 3.10.
3.11. 3.12.
3.13. 3.14.
3.15. 3.16. .
3.17. . 3.18.
3.19. 3.20.
Указания к заданию 4
Тема 4. Функции двух переменных
Рассмотрим функцию двух переменных , определенную в некоторой области , являющейся частью плоскости Частной производной от функции по независимой переменной х называется производная
вычисленная при постоянном у.
Частной производной по у называется производная
вычисленная при постоянном х.
Для частных производных справедливы обычные правила и формулы дифференцирования.
При изменении и частные производные сами являются функциями, и можно вычислять частные производные от этих функций. Частные производные второго порядка обозначают следующим образом:
Последнюю из трех частных производных второго порядка называют смешанной производной. Если частные производные второго порядка непрерывны в точке , тогда , то есть не важно, в какой последовательности вычисляется смешанная производная.
Градиентом функции в точке называется вектор, составленный из частных производных:
Этот вектор указывает в точке М0 направление наискорейшего роста функции .
Для функции двух переменных вводится понятие производной по направлению, аналогичное понятию частной производной, когда приращение аргумента задается вдоль данного направления. Для любого направления, задаваемого вектором , производная функции в точке по направлению этого вектора может быть выражена следующим образом:
где знак модуля означает длину вектора градиента в точке , а ─ угол между градиентом и направлением .
Пример. Найти градиент функции в точке .
Решение. Рассматривая у как постоянную величину, дифференцируем функцию по переменной х.
.
Аналогично, рассматривая х как постоянную величину, получаем:
.
Находим значения частных производных в точке :
,
Таким образом,
Контрольные задания
Найти градиент функции Z в точке М.
4.1 .
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
4.10
4.11
4.12
4.13
4.14
4.15
4.16
4.17
4.18
4.19
4 .20
Контрольная работа № 2 Указания к заданию 5 тема 5. Неопределенный интеграл
Функция называется первообразной для функции на некотором промежутке, если для всех значений из этого промежутка выполняется равенство .
Например, функция является первообразной для функции , так как при любом .
Можно заметить, что первообразной для является не только, но и функция + С, где С ─ любая постоянная. Это справедливо для любой функции , имеющей первообразную.
Теорема. Пусть является первообразной для функции в некотором интервале ; тогда функция , где С ─ любая постоянная, также будет первообразной для .
Из теоремы следует, что любые две первообразные для одной и той же функции могут отличаться друг от друга только на постоянное слагаемое.
Если ─ первообразная для функции , то совокупность всех первообразных , где С ─ произвольная постоянная, называется неопределенным интегралом от функции и обозначается символом . Таким образом, = .
Функция называется подынтегральной функцией, произведение ─ подынтегральным выражением, переменная - переменной интегрирования, а символ - знаком интеграла.
Операция нахождения неопределенного интеграла от данной функции называется интегрированием функции . Операция интегрирования является обратной к операции дифференцирования.